Laboratorio Nº 4. Principio de Arquímedes

Universidad Técnica Particular de Loja

Laboratorio Nº 4.  Principio de Arquímedes

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Resumen En el laboratorio realizamos un experimento sobre la ley de enfriamiento de newton, se procedió a calentar en una olla de aluminio agua hasta una temperatura cercana al punto de ebullición, y se nos pedía registrar la temperatura ambiente y la temperatura de los vasos (brillante y de color negro), por lo q esta práctica tuvo que realizarse en dos etapas.

Etapa 1. Enfriamiento de agua contenida en un recipiente de superficie brillante

A un vaso de aluminio de superficie brillante transfiera agua caliente hasta 2/3 de la capacidad del vaso, tape con el corcho perforado y ubique el termómetro en el orificio del corcho. El termómetro debe mantenerse dentro del vaso durante todo el ensayo.

Registre la máxima temperatura que alcanza el termómetro.

Transcurrido dos minutos registre nuevamente la temperatura del agua.

Continué registrando a la temperatura a un intervalo de dos minutos hasta que la temperatura del agua haya descendido unos 30 a 40°C del valor inicial.

Etapa 2. Enfriamiento de agua contenida en un recipiente de superficie negra

A un vaso de aluminio de superficie negra transfiera agua caliente hasta 2/3 de la capacidad del vaso, tape con el corcho perforado y ubique el termómetro en el orificio del corcho. El termómetro debe mantenerse dentro del vaso durante todo el ensayo.

Registre la máxima temperatura que alcanza el termómetro.

Transcurrido dos minutos registre nuevamente la temperatura del agua.

Continué registrando a la temperatura a un intervalo de dos minutos hasta que la temperatura del agua haya descendido unos 30 a 40°C del valor inicial.

 El resumen debe escribirse en inglés y tener una longitud de entre 100-150 palabras. El tipo de letra es Times New Roman en cursiva y de tamaño 10 puntos que ya viene por defecto en las plantillas  adjuntas. El resumen debe escribirse en inglés y tener una longitud de entre 100-150 palabras. El tipo de letra es Times New Roman en cursiva y de tamaño 10 puntos que ya viene por defecto en las plantillas  adjuntas. El resumen debe escribirse en español y tener una longitud de entre 100-150 palabras. El tipo de letra es Times New Roman en cursiva y de tamaño 10 puntos que ya viene por defecto en las plantillas  adjuntas.

Abstract. El abstract es la versión en inglés del resumen. Debe escribirse en inglés  siguiendo las mismas reglas que  el resumen.

1 Introducción

En la naturaleza a menudo encontramos fenómenos que suceden a diario y que en ocasiones pasan inadvertidos o, cuando reparamos en ellos, no podemos explicarlos. El poder comprender de manera más amplia estos fenómenos nos ayuda a entender mejor cómo se comportan algunas fuerzas que entran en acción bajo ciertas circunstancias.

Arquímedes descubrió, hace más de 2000 años que un cuerpo sumergido “pierde” algo de su peso debido al empuje del líquido desalojado, como consecuencia de ello se puede determinar la densidad de un cuerpo midiendo su peso en el aire (peso real) y su peso cuando está sumergido en un líquido (peso aparente).

Lo que se pretende en este laboratorio en precisamente analizar el comportamiento de las fuerzas que ejercen los líquidos sobre algunos sólidos que manipularemos de manera experimental.

La condición de equilibrio para un cuerpo de peso W y volumen V completamente sumergido en un fluido de densidad ρfluido en el cual posee un peso aparente W’ puede escribirse como:

[pic 1]         (1)

Esta ecuación puede ponerse en función del peso del cuerpo y obtener la expresión:

[pic 2]        (2)

De esta forma, al variar el peso de material que se sumerge en el fluido y su peso aparente es posible determinar la densidad de este. Esta determinación puede llevarse a cabo a partir de la pendiente de la recta que mejor se ajusta al gráfico de W-W’ vs. W.

Estudio previo

Densidad y peso específico: La densidad de una sustancia se define como el masa de esa sustancia por unidad de volumen, esto es el resultado de dividir la masa conocida (Kgrs) entre un volumen conocido (cm3). ρ =m/v= Kgrs/m3 es la unidad de densidad del Sistema Internacional, también es muy común el uso de grs/cm 3. El peso específico de una sustancia se define como el peso de esa sustancia por unidad de volumen, esto es el resultado de dividir un peso conocido (N) entre un volumen conocido (cm3). δ = P V N m * La unidad de peso específico del Sistema Internacional, es el N/m3 y en el Sistema Técnico es Kgrf/m3 Existe una relación entre densidad y peso específico y es la fuerza de la gravedad ya que el peso "P" es igual a la masa "M" por la aceleración de la gravedad. δ = P /V= mg /V=pg

Principio de Arquímedes: El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado

Peso real y peso aparente de un cuerpo: El cuerpo sumergido permanecerá en equilibrio en el interior del fluido. Mientras que el peso aparente cuando un cuerpo está totalmente sum erguido en un fluido, este experimenta un empuje que tiene sentido opuesto al peso del objeto. La fuerza resultante por lo tante es inferior al peso que tendría el cuerpo en el aire, a este peso (en el agua) se le denomina peso aparente.

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